미세한 유체에서 흐르는 양 예측하는 기술 개발

울산대 김보흥 교수팀, 나노 주사기 등에 활용

국내 연구진이 미세한 나노미터(㎚·10억분의 1m) 크기 유체(流體)에서 물질이 흐르는 양을 예측할 수 있는 기술을 개발했다.

한국연구재단은 울산대 김보흥 교수 연구팀이 초미세유체(Nanofluidics)의 유동과 열 전달 현상을 예측할 수 있는 모델을 개발했다고 12일 밝혔다.

초미세유체는 수십∼수백 개의 분자가 일렬로 선 정도의 폭을 가진 미세한 나노미터 구조물에서 흐르는 유체(액체나 기체)를 말한다.

냉각수, 주사액, 혈액 등이 있으며 특히 혈액과 같은 초미세유체는 질병을 진단하고 DNA를 판독하는 데 활용된다.

사람의 눈으로 확인할 수 있는 수준인 마이크로미터(㎛, 100만분의 1m) 크기의유체는 열과 온도 분포를 예측하기 쉽지만, 초미세유체의 유동과 에너지 수송 현상은 파악이 어려웠다.

초미세 유체의 경계면에서 분자 간의 인력 때문에 점도나 밀도의 불균형 현상이나타나기 때문이다.

연구팀은 초미세유체에서 수송이 일어날 때 모델링을 통한 예측값과 실제 분자들의 흐름에 따른 결과값 사이에 오차가 나는 이유를 분석해, 오차 범위를 최소한으로 줄일 수 있는 예측 수식을 고안했다.

초미세유체 경계면의 특성을 고려한 새로운 점도, 열전도도, 흐름의 세기 등의조건을 적용해 새로운 모델을 개발했다.

김보흥 교수는 "이번에 개발한 예측 모델을 나노미터 크기의 바늘 주사기나 혈액 속 노폐물을 걸러 질병을 진단하는 여과 필터기 등을 설계할 때 활용할 수 있다"고 말했다.

이번 연구 성과는 권위 있는 국제 학술지 '사이언티픽 리포츠'(Scientific Reports) 지난달 21일자에 실렸다.

jyoung@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>